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Biogas

Der Begriff Biogas wird häufig missverständlich benutzt, denn mit dem Präfix Bio ist nicht die ökologische Herkunft der verwendeten Biomasse gemeint, sondern der Herstellungsprozess. Es ist ein brennbares, energiereiches Gasgemisch, das durch die natürliche Zersetzung (Vergärung) von organischen Abfällen aber auch nachwachsenden Rohstoffen unter Luft- und Lichtabschluss entsteht.

Wie ensteht Energie aus Biogas in Biogasanlagen?

Biogas entsteht durch den chemischen Prozess der Vergärung. Diesen machen sich Biogasanlagen zunutze: Biomasse, also organische Reststoffe wie Pflanzen, Abfälle oder Gülle, werden von Mikroorganismen in sogenannten Fermentern zersetzt. Dieser Prozess findet bei gleichzeitigem Sauerstoff- und Lichtentzug statt. Dabei entstehen Gase, etwa Methan und Kohlendioxid, unter Freisetzung von Wärme. Die Gase werden nun für die Herstellung von Strom oder auch zur Wärmeversorgung aufbereitet.

Was genau ist Biogas?

Biogas ist eine der erneuerbaren Energien, die aktuell noch verhältnismäßig wenig Aufmerksamkeit erfährt. Zu Unrecht, denn das Potenzial ist groß: Es kann als Energieträger entweder direkt ins Stromnetz eingespeist oder sogar als umweltschonende Alternative zu fossilen Brennstoffen wie Erdgas als Kraftstoff verwendet werden.

Da die erforderliche Biomasse ohnehin als Reststoffe in der Landwirtschaft (in Form von Gülle, Pflanzenresten oder Abfällen aus tierischen Produkten) anfällt, ist eine ressourcenschonende Weiterverarbeitung in Biogasanlagen ein logischer und zudem nachhaltiger Schluss. 

Biomüll ist also nur ein Bestandteil von Biogas und dazu eher selten. Erfahren Sie hier mehr dazu, was mit Biomüll passiert. 

Im letzten Schritt wird das Gas von Verunreinigungen befreit, um gleiche chemische Qualitäten wie Erdgas zu erhalten. Dieses Bioerdgas kann nun problemlos ins Erdgasnetz eingespeist werden. Auch die vergorene Biomasse ist keineswegs nur Abfallprodukt - sie wird als natürlicher Dünger in der Landwirtschaft weiterverwendet.

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Die Zusammensetzung von Biogas

Die anteilige Zusammensetzung der chemischen Stoffe im Biogas kann recht unterschiedlich ausfallen. Dies hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise der technischen Arbeitsweise der Biogasanlage selbst aber auch von der Substratzusammensetzung der Gärstoffe.

 

Generell sind die Hauptkomponenten Methan und Kohlendioxid, in Ergänzung mit Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff. Der Anteil von Methan spielt dabei eine bedeutende Schlüsselrolle. Je höher dieser ausfällt, desto energiereicher ist das Biogas. Einige Stoffe im Biogasgemisch sind lediglich Abfallprodukte, andere verhindern allerdings die direkte Nutzung des Biogases und machen eine Veredelung zu Bio-Erdgas erforderlich.

 

Biogasanlage

Dies betrifft insbesondere die Komponenten Schwefelwasserstoff und Ammoniak, die mithilfe chemischer Verfahren aus dem Gas gefiltert werden. Das veredelte Bio-Erdgas, auch Bio-Methan genannt, weist nun die gleichen Eigenschaften wie Erdgas auf. Es kann als Energieträger zur Erzeugung von Wärme oder Strom ins Energienetz eingespeist werden.

Biomasse

Die Vorteile von Biogas

Biogas ist klimaneutral und nutzt nachwachsende Rohstoffe 

Es lässt sich, anders als Erdgas, in Biogasanlagen umweltschonend gewinnen. Zudem erzeugen Biogasanlagen nur so viel CO2, wie die Pflanzen während ihres Wachstums zuvor aus der Luft gefiltert haben. Das macht die Erzeugung von Strom aus Bioabfall in Biogasanlagen nahezu klimaneutral – je nach Zusammensetzung und vorheriger Nutzung der organischen Abfälle.

Biogasanlagen sind nicht von örtlichen Gegebenheiten abhängig

Sind Abfallprodukte aus landwirtschaftlichen Prozessen als Basis vorhanden, kann Biogas erzeugt werden. Dadurch ist die Gewinnung nicht an lokalen Ressourcenreichtum gekoppelt. Biogasanlagen können daher überall in Betrieb genommen werden.

Besonders für Entwicklungsländer ergeben sich hier große Chancen, den wachsenden Strombedarf zu decken. Selbst für Regionen, die schlecht oder gar nicht ans Stromnetz angeschlossen sind, können kleine Biogasanlagen die Lösung sein, um zumindest genug Strom für den täglichen Bedarf zu erzeugen.

Biogas kann Landwirten als zusätzliche Einnahmequelle dienen

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) aus dem Jahr 2000 macht es möglich: Landwirte können für die Herstellung von Biogas mit einer festen Einspeisevergütung rechnen oder ihr eigens produziertes Biogas direkt für den Eigenbedarf verwenden.

Ein weiterer Pluspunkt: Die Gärreste, welche am Ende in der Biogasanlage anfallen, lassen sich hervorragend als nährstoffreicher Dünger wiederverwenden.

Im Rahmen desC 2019 beschlossenen Klimapakets wurde auch die CO2 Bepreisung beschlossen. Erfahren Sie hier mehr zur 2021 eingeführten CO2-Steuer.

Biogas leistet einen Beitrag zur Energieunabhängigkeit

Ein landesweiter Ausbau von Biogasanlagen verbessert die nationale Energieunabhängigkeit. Das Energienetz wird dezentraler und stabiler, Arbeitsplätze werden geschaffen. Zudem werden lange Transportwege verkürzt, was wiederum den CO2-Ausstoß verringert.

Biogas ist witterungsunabhängig herstellbar

Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien wie Windkraft und Solarstrom ist der Herstellungsprozess von Biogas unabhängig von äußeren Witterungsbedingungen jederzeit möglich. Damit lässt sich eine gewisse Grundlast im Stromnetz bereitstellen und Netzschwankungen können in Grenzen gehalten werden. Folglich stellt Biogas eine sinnvolle Ergänzung von erneuerbaren Energieträgern dar.

Bioabfall

Welche Nachteile gibt es?

Das Problem der Flächennutzung von Energiepflanzen

In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden vorzüglich Energiepflanzen (Pflanzen mit besonders guten Gäreigenschaften) wie Mais vergoren, da sich aus ihnen verhältnismäßig mehr Biomethan und daraus Energie erzeugen lässt. Da die Anbauflächen für Energiepflanzen allerdings regulatorisch begrenzt sind, konkurriert ihr Anbau mit der Flächennutzung für die Nahrungsmittelproduktion und dem Schutz von Ökosystemen.

Die Zucht von Energiepflanzen als Biomassematerial ist wirtschaftlich lohnender als die von Lebensmitteln. Dadurch kann ein Interessenkonflikt für die Landwirte entstehen: Sie müssen aus ökonomischen Gründen die Zucht von Energiepflanzen vorziehen.

Klimabelastung durch lange Transportwege 

Ein möglicher Nachteil von Biogas entsteht, wenn nicht genug regionale Biomasse verfügbar ist. Dann muss sie durch anderes Material mit schlechterer CO2-Bilanz ergänzt oder Biomasse überregional zur Anlage transportiert werden.

Die Folgen liegen auf der Hand: Mehr Fahrtwege ziehen einen erhöhten CO2-Ausstoß der Transportfahrzeuge nach sich und negieren die positive CO2-Bilanz der Anlage unterm Strich.

Geruchsbelastung und Wartungsintensität

Wer häufiger auf dem Land unterwegs ist, kennt das Thema: Unangenehme Gerüch von Gülle und anderen landwirtschaftlichen Nebenprodukten verursachen Naserümpfen. Ähnlich ist es in der Nähe von Biogasanlagen: Vor allem die Gärgase Methan und Ammoniak sind sehr geruchsintensiv und deshalb nichts für jeden Anwohner.

Neben Biomethan und Ammoniak können auch Schwefelwasserstoff und andere giftige Gase im Fermenter der Anlage entstehen. Treten diese aus, stellen sie eine nicht zu unterschätzende Umweltbelastung und damit ein Risiko dar. Aus diesem Grund müssen Biogasanlagen regelmäßig gewartet werden und Emissionsmessungen durchlaufen.

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